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Conjuntos de sensores personalizados OEM para aplicações de robótica e cobótica

A experiência da HBK reside em sensores que medem torque, força, massa e pressão.

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Automation industry concept with 3d rendering robot assembly line in factory

Uma das principais questões da robótica é a coordenação dos dados para que as funções de controle funcionem de forma eficaz. Na HBK, nossa experiência reside em sensores que medem torque, força, massa e pressão. Mas também sabemos que outras dimensões de dados estão envolvidas: aceleração, contato, distância, giroscópio, umidade, inércia, luz, navegação, posição, pressão, proximidade, som, temperatura, inclinação, tensão – e muito mais. 

O desafio

Por que temos robôs? Muitas boas razões surgem à mente. Eles podem ser agrupados em torno de atividades, ambientes, produtividade e economia.

Algumas atividades são repetitivas e aborrecidas. Apertar as alças das rodas pode ser um passo essencial em uma linha de produção de automóveis, mas não é uma atividade que pode ser classificada como uma "opção de carreira satisfatória". No outro extremo da escala, há atividades que são complexas e difíceis. Mas adicione o elemento de repetição de volta, e a frustração retorna. Quanto melhor delegar tarefas repetitivas como usinagem e fresagem para máquinas CNC e libertar a imaginação humana para experimentar novas ideias.

Há muitos ambientes de trabalho que as pessoas acham desagradáveis. Lugares onde há muito calor ou frio, umidade ou aridez, ruído ou vibração, por exemplo. Alguns ambientes representam um risco inerente à saúde: cabines de pintura, reatores nucleares, vulcões, regiões polares. 

E depois há ambientes de trabalho que são perigosos: minas, operações de profundidade, altitudes mais altas, espaço exterior. Em vez de arriscar vidas e membros, podemos construir robôs para lidar com tais ambientes.

A produtividade é uma boa razão para ter robôs. As máquinas podem realizar o trabalho mais rápido, com mais precisão, com maior consistência do que os humanos. E eles exigem menos tempo de inatividade. Tomadas coletivamente, estas ideias contribuem para um forte argumento econômico para os robôs. Os robôs que fazem trabalhos que as pessoas não querem fazer, e produzem mais valor do que os custos de propriedade e operação, são um benefício para a sociedade.

Há outra razão pela qual temos robôs: a curiosidade humana. O simples fato é que algumas pessoas ganham um enorme impulso ao projetar soluções elegantes para problemas sofisticados.

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Os robôs como os conhecemos hoje são uma combinação de ciência da computação e engenharia. Os sensores recolhem dados sobre o ambiente; um programa de controle determina como e quando o robô irá agir; os atuadores executam a ação; os sensores recolhem dados sobre a interação e fornecem feedback ao programa de controle, Repita infinitamente, em tempo real.

Essa simples frase – “sensores coletam dados” – esconde uma enorme complexidade. Cada sensor deve observar os sinais para os quais foi concebido, de forma confiável e precisa. Mas os algoritmos de controle raramente são sobre apenas um pedaço de dados - múltiplos sinais devem ser transformados em dados acionáveis e encaminhados para o controlador. Na HBK, nossa experiência reside em sensores que medem torque, força, massa, pressão. Mas também sabemos que outras dimensões de dados estão envolvidas: aceleração, contato, distância, giroscópio, umidade, inércia, luz, navegação, posição, pressão, proximidade, som, temperatura, inclinação, tensão – e muito mais. Uma das principais questões da robótica é a coordenação dos dados para que as funções de controle funcionem de forma eficaz.

A questão da detecção e programação torna-se mais complexa no momento em que os humanos se aproximam. A ideia de um robô como ajudante – um Co-Bot (robô colaborativo) – introduz parâmetros de segurança adicionais. Os robôs não devem se mover com um torque que ferisse uma pessoa, então os sensores devem reagir mais rápido, os atores devem desacelerar mais rápido. Estes aspectos também foram discutidos e acordados internacionalmente: IEEE bem como ISO têm emitido padrões.

As questões tornam-se ainda mais complexas quando o robô autônomo – controlado por um programa de Inteligência Artificial (IA) – se aventura na vida pública. Pois, embora tenha de agir independentemente dos seus programadores, o robô pode, na prática, herdar suposições e preconceitos que refletem a definição das equipes de programação de decisões “normal”, “aceitáveis” ou “desejáveis”. Instituições líderes como o IEEE, bem como universidades como Stanford e MIT, agora reconhecem a ética do robô como um campo importante.

Apesar de toda a sua sofisticação, os robôs da linha de produção estática são conceitualmente “simples”. Eles normalmente desempenham uma função específica: por exemplo: corte, prensagem, soldagem ou pintura. O robô individual não conhece a função que realiza; nem o processo que o precede ou o segue; muito menos o conceito de trabalho em equipe.

A verdadeira inteligência reside na definição da sequência de ações robóticas, que é fornecida por especialistas humanos. E “encontrar uma solução melhor” é uma atividade inata humana. A busca de um modelo conceitual mais eficaz para um robô é uma questão fundamental. Isso afeta não só o design do robô, mas também a operação prática. Curiosamente, muitos modelos vêm da natureza.

Comportamentos observados em insetos, por exemplo, contribuem para os controles para robôs de armazém de recolha e transporte. Cada robô individual segue regras simples para garantir que ele atinja sua missão sem entrar no caminho dos outros. Os modelos conceituais mais sofisticados usam insights de observação de enxames na natureza – de insetos, pássaros ou peixes – para permitir que os robôs individuais compartilhem informações e coordenem suas ações, para maior eficácia.

O potencial de mercado para robôs de linha de produção está em constante expansão. Os robôs que movem o estoque em torno do piso da fábrica são mainstream. Em busca de maior eficiência, alguns fornecedores oferecem a possibilidade de subir as prateleiras ao recolher o estoque; outros redesenharam tanto o sistema de armazenamento quanto o robô que o acessa, para otimizar a utilização do espaço do armazém.

Os robôs seguidores podem transportar cargas pesadas (como burro para agricultores ou gita para moradores de cidades). Os robôs autônomos estão ganhando força – tanto em instalações industriais privadas (como fábricas ou minas ou para limpeza de armazéns) como em espaços públicos, para atividades como serviços de entrega. Entretanto, outros conceitos surgiram e criaram oportunidades adicionais, como robôs móveis, robôs aéreos e robôs macios. 

Os robôs transformarão o mundo do trabalho? Eles já fizeram. Muitas atividades que eram repetitivas, entediantes, desconfortáveis ou perigosas já são tratadas por robôs. Enquanto isso, os recursos humanos foram liberados, permitindo que as pessoas façam o que fazem melhor: criar soluções sofisticadas e inovadoras para problemas desafiadores. Parece que essa tendência está definida para continuar. Se pudermos aumentar a produtividade e conseguir uma distribuição mais equitativa da riqueza, tanto dentro como entre as diferentes sociedades em todo o mundo, um mundo com robôs pode definitivamente ser um lugar melhor.

 

 

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